DE60214396T2

DE60214396T2 - SELF-SAFE FASTENING ELEMENT

Info

Publication number: DE60214396T2
Application number: DE60214396T
Authority: DE
Inventors: M. John Ann Arbor PARKER; J. John Rochester Hills VRANA
Original assignee: Whitesell Formed Components Inc
Current assignee: Whitesell Formed Components Inc
Priority date: 2001-08-15
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2022-08-01
Also published as: CN1541309A; DE60214396D1; EP1767795A1; CN1318766C; CA2453150A1; EP1417420A1; ATE338215T1; WO2003016728A1; US20040234356A1; BR0212525A; DE60235656D1; ATE460593T1; EP1767795B1; MXPA04001305A; JP2005500478A; EP1417420B1

Abstract

A self-attaching fastener which may be formed by cold heading having a body including generally arcuate side faces and planar end faces, a central tubular pilot having a planar annular end face, a primary bearing surface surrounding the pilot and arcuate flanges extending from the side faces having planar surfaces spaced below the pilot end face, wherein one or both faces of the pilot and the flange portions facing the pilot are inclined. In one embodiment, the arcuate flange portions each comprise arcuate segments, preferably having inclined opposed surfaces, or the arcuate flanges may be continuous including an arcuate conical midportion and linear inclined side portions. Antirotation tabs may be integrally struck from either the pilot or the flanges.

Description

BEREICH VON DER ERFINDUNGAREA OF THE INVENTION

Diese Erfindung betrifft selbstbefestigende Befestigungselemente die in Massenproduktionsanwendungen verwendet werden können als selbstnietendes oder selbstschneidendes und nietendes Befestigungselement. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein selbstbefestigendes Nussbefestigungselement, das in einer Metallpaneele permanent installiert sein kann in einer Stempelpresse mit einer konventionellen Installationsvorrichtung.These The invention relates to self-attaching fasteners in Mass production applications can be used as self-riveting or Self-tapping and riveting fastener. Especially this invention relates to a self-attaching nut fastener, which can be permanently installed in a metal panel in one Stamping press with a conventional installation device.

HINTERGRUND VON DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Selbstbefestigende Befestigungselementsysteme, beinhaltend Schneide- und Nietnüsse entwickelt von dem Anmelder, wurden viele Jahre in Massenproduktionsanwendungen verwendet, beinhaltend die Automobilindustrie. Schneidenüsse von dieser Art werden konventionell gebildet durch Walzen der allgemeinen Konfiguration von der Nuss von einem Stangenmaterial aus Stahl, Schneiden der Nuss auf Länge und Durchführen verschiedener Fertigstellungsvorgänge, beinhaltend Schneiden und Schneiden des Gewindes in die Bohrung der Nuss. Scheidenüsse, die mit diesem Verfahren hergestellt wurden, sind deshalb rechteckig und beinhalten einen rechteckigen Pilotteil mit einer Bohrung mit Gewinde, rechteckige Flanschteile an gegenüberliegenden Seiten von dein Pilotteil und Paneel aufnehmende Nuten angeordnet entweder in den gegenüberliegenden Seiten von dem Pilotteil oder in den Flanschteilen an gegenüberliegenden Seiten von dem Pilotteil. Selbstbefestigende Befestigungselemente von dieser Art können dann verwendet werden als Schneide- und Nietnüsse, wobei die Endfläche von den Pilotteilen als ein Stanzer dient, um eine Öffnung in das Paneel zu schneiden oder als eine Nietnuss, wobei der Pilotteil durch eine Öffnung im Paneel empfangen wird und mit dem Paneel vernietet wird.self-attaching Fastening systems developed including cutting and rivet nuts by the Applicant, many years have been in mass production applications used, including the automotive industry. Cut nuts from this Art are conventionally formed by rolling the general configuration from the nut of a steel bar stock, cutting the nut on length and performing various finishing operations, including cutting and cutting the thread into the bore of the nut. Vagina nuts that produced by this method are therefore rectangular and include a rectangular pilot part with a hole with Threaded, rectangular flange parts on opposite sides of yours Pilot part and panel receiving grooves arranged either in the opposite Sides of the pilot part or in the flange parts on opposite sides Pages of the pilot part. Self-attaching fasteners of this kind can then used as cutting and riveting nuts, the end face of the Pilot parts serves as a punch to cut an opening in the panel or as a rivet nut, the pilot part passing through an opening in the Panel is received and riveted to the panel.

In Massenproduktionsanwendungen werden die selbstbefestigenden Befestigungselemente konventionell installiert in einer Metallpanelle in einer Stempelpresse, wobei eine von den Stempelplatten einen Istallationskopf beinhaltet, der die selbstbefestigenden Befestigungselemente für die Installation empfängt, einen hin- und hergehenden Stößel aufweist und ein Stempelteil oder einen Stempelknopf in der gegenüberliegenden Stempelplatte, der das Paneel benachbart der Paneelöffnung in die Nussnuten vernietet. Selbstbefestigende Befestigungselemente von der Art die oben beschrieben ist haben weiterhin einen kommerziellen Erfolg, insbesondere in Massenproduktionsanwendungen. Solche selbstbefestigende Befestigungselemente werden entweder in unverpackter Form geliefert, wobei die Befestigungselemente geliefert werden von einem Magazin zu einem Installationskopf durch Rutschen, oder die Befestigungselemente werden in einer Rolle von vororientierten Befestigungselementen geliefert miteinander verbunden durch zerbrechliche Drähte, wie offenbart in dem US Patent Nr. 3,711,931 zugewiesen zu dem Rechtsvorgänger von dem Anmelder von dieser Anmeldung und das Verfahren zur Installation das offenbart ist in dem US Patent Nr. 3,648,747, das auch zugewiesen ist zu dem Rechtsvorgänger von dem Anmelder von dieser Anmeldung.In Mass production applications become the self-attaching fasteners conventionally installed in a metal panel in a stamping press, wherein one of the stamp plates includes an actual cancellation head, which receives the self-attaching fasteners for installation, a has reciprocating plunger and a stamp part or a stamp button in the opposite Stamping plate, the panel adjacent to the panel opening in riveted the nut grooves. Self-attaching fasteners of The type described above still has a commercial one Success, especially in mass production applications. Such self-fastened Fasteners are delivered either in unpackaged form, wherein the fasteners are supplied from a magazine to an installation head by slipping, or the fasteners be in a role of pre-oriented fasteners delivered interconnected by breakable wires, like disclosed in US Pat. No. 3,711,931 assigned to the predecessor of the applicant of this application and the method of installation that is disclosed in US Patent No. 3,648,747, which is also assigned is to the legal predecessor by the applicant of this application.

Wie von denen, die sich in diesem Bereich auskennen verstanden wird, ist die Konfiguration von den selbstbefestigenden Befestigungselementen begrenzt durch das Walzverfahren. Sicher, da sind eine Vielzahl anderer Befestigungselemente und Befestigungselementsysteme, die gebildet werden durch Kaltformtechniken, beinhaltend selbstbefestigende Befestigungselemente. EP-A-0669473 offenbart ein rundes Befestigungselement, das hergestellt werden kann durch eine Kaltformtechnik und das einen zylindrischen Flanschteil aufweist. Aber der Stand der Technik offenbart nicht oder legt auch nicht nahe ein selbstbefestigendes Befestigungselement, das die Vorteile von den oben beschriebenen Schneide- und Nietnüssen kombiniert in einer Nusskonfiguration, die gebildet werden kann durch Kaltformtechniken. Außerdem schneidet ein rechteckiger selbstschneidender Pilot eine quadratische oder rechteckige Öffnung in das Paneel, wodurch Spannungskonzentrationen in dem Paneel gebildet werden können, insbesondere an den Ecken von der geschnittenen rechteckigen Öffnung. Schließlich offenbart der Stand der Technik nicht ein selbstbefestigendes Befestigungselement, das gebildet werden kann durch konventionelle Kaltformtechniken und das gebildet werden kann in einen vororientierten Befestigungselementstreifen für Massenproduktionsanwendung. Das selbstbefestigende Befestigungselement von dieser Erfindung kombiniert die Vorteile von den walzgebildeten Schneide- und Nietnüssen, die oben beschrieben sind, in einem Befestigungselement, das gebildet werden kann durch konventionelle Kaltformtechniken und das geliefert werden kann in einer vororientierten Rolle von Befestigungselementen für Massenproduktionsanwendungen.As understood by those who are knowledgeable in this field, is the configuration of the self-attaching fasteners limited by the rolling process. Sure, there are a lot other fasteners and fastener systems that formed by cold-forming techniques, including self-attaching fasteners. EP-A-0669473 discloses a round fastener which is manufactured can be done by a cold forming technique and a cylindrical Has flange. But the prior art does not disclose or does not suggest a self-attaching fastener, that combines the advantages of the cutting and rivet nuts described above in a nut configuration, which can be formed by cold forming techniques. Besides, cuts a rectangular self-tapping pilot a square or rectangular opening into the panel, thereby forming stress concentrations in the panel can be especially at the corners of the cut rectangular opening. After all the prior art does not disclose a self-attaching fastener, which can be formed by conventional cold forming techniques and that can be formed into a preoriented fastener strip for mass production application. The self-attaching fastener of this invention combines the advantages of roll formed cutting and rivet nuts, the are described above, in a fastener that formed can be supplied by conventional cold forming techniques and that can be in a pre-oriented role of fasteners for mass production applications.

ZUSAMMENFASSUNG VON DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Wie oben ausgeführt, kombiniert das selbstbefestigende Befestigungselement von dieser Erfindung die Vorteile von den oben beschriebenen walzgebildeten Schneide- und Nietnüssen mit den Vorteilen von einem Befestigungselement, gebildet durch konventionelle Kaltformtechniken und das geliefert werden kann zu einem konventionellem Installationskopf entweder unverpackt oder in einer vororientierten Streifenform. Das selbstbefestigende Befestigungselement von dieser Erfindung eliminiert auch bestimmte Probleme, zugeordnet mit aus konventionellen Walzen gebildeten Schneide- und Nietennüssen, beinhaltend das Eliminieren vor Spannungsrissen gebildet in dem Paneel an den Ecken von der rechteckigen Öffnung gebildet in dem Paneel und Reißen. Das selbstbefestigende Befestigungselement von dieser Erfindung erhöht auch die Dauerfestigkeit von der Befestigungselement- und Paneel-Anordnung.As stated above, the self-attaching fastener of this invention combines the advantages of the above-described roll formed cutting and riveting nuts with the advantages of a fastener formed by conventional cold forming techniques and which can be delivered to a conventional installation head either unpacked or in a preoriented strip form. The self-attaching fastener of this invention also eliminates certain problems associated with conventional cutting and rivet nuts formed by rolling rolls, including eliminating stress cracks formed in the panel at the corners of the rectangular opening formed in the panel and tearing. The self-attaching fastener of this invention also increases the fatigue strength of the fastener and panel assembly.

Das selbstbefestigende Befestigungselement von dieser Erfindung beinhaltet ein zentrales im allgemeinen zylindrisches Pilotteil mit einer ebenen ringförmigen Endfläche, die als eine Schneidefläche dient, wenn das Befestigungselement als ein selbstschneidendes Befestigungselement verwendet wird, eine Bohrung sich erstreckend durch den Pilotteil durch die Endfläche und bogenförmige oder im Allgemeinen halbkreisförmige Flanschteile an gegenüberliegenden Seiten von dem Pilotteil beabstandet von dem Pilotteil. Jedes von den Flanschteilen beinhaltet eine ebene im Allgemeinen bogenförmige Paneelauflagefläche beabstandet unter der Ebene von der Endfläche von dem Pilotteil und eine zweite Paneelauflagefläche beabstandet unter der Ebene von der Paneelauflagefläche von den Flanschteilen, angeordnet zwischen den Flanschteilen und dem Pilotteil und im Allgemeinen den Pilotteil umgebend. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Oberflächen von den Flanschteilen gegenüberliegend dem Pilotteil nach innen hin geneigt von der zweiten Auflagefläche in Richtung des Pilotteils, so dass die Kombination von den Flanschteilen und dem Pilotteil in sich zurückkehrende Nuten aufweisen, die die Rausdrückstärke von dem Befestigungselement erhöhen, wenn es in einem Paneel installiert ist. Die bevorzugten Ausführungsformen von dem Befestigungselement beinhalten außerdem anti-Rotationsmerkmale, welche begrenzen oder verhindern das Rotieren von dem Befestigungselement relativ zu dem Paneel nach der Installation. In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das Befestigungselement integrale Vorsprungsteile, integrale Vorsprungsteile, welche integral stoßen können von der Endfläche von dem Pilotteil, welches sich radial von dem Pilotteil in Richtung der Endflächen von dem Befestigungselement erstreckt und Flächen auf dem Pilotteil, wo die Vorsprünge stoßen und welche in Kombination einen verbesserten Verdrehwiderstand liefern, wenn ein Gewinde in die Bohrung der Nuss von einem männlichen Befestigungselement geschnitten wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden Nuten gebildet in der Wand von den Flanschteilen, die dem Pilotteil zugewandt ist, bildend Vorsprünge, die über den Paneelauflageflächen liegen. Diese Nuten in Kombination mit den Vorsprüngen stellen auch einen verbesserten Verdrehwiderstand bereit. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die weiter unter beschrieben wird beinhalten die im Allgemeinen bogenförmigen Flanschteile von dem Befestigungselement einen bogenförmigen zentralen Teil und lineare Endteile, die einen exzellenten Verdrehwiderstand bereitstellen.The includes self-attaching fastener of this invention a central generally cylindrical pilot member having a flat annular end surface; serves as a cutting surface, when the fastener as a self-tapping fastener is used, a bore extending through the pilot part through the end surface and arcuate or generally semicircular Flange parts on opposite Sides of the pilot part spaced from the pilot part. Each of the flange portions include a planar generally arcuate panel bearing surface spaced under the plane of the end face spaced from the pilot part and a second panel support surface below the plane of the panel support surface of the flange parts, arranged between the flange parts and the pilot part and in general surrounding the pilot part. In a preferred embodiment are the surfaces of opposite the flange parts the pilot part inclined inwards from the second bearing surface in the direction of the pilot part, so that the combination of the flange parts and returning to the pilot part Have grooves that the Rausdrückstärke of increase the fastener when it is installed in a panel. The preferred embodiments of the fastener also include anti-rotation features which limit or prevent the rotation of the fastener relative to the panel after installation. In a preferred embodiment the fastener includes integral projection parts, integral Projecting parts which can abut integrally from the end face of the Pilot part, which extends radially from the pilot part in the direction of end surfaces extends from the fastener and surfaces on the pilot part, where the projections bump and which in combination provide an improved twist resistance, if a thread in the bore of the nut of a male Fastening element is cut. In a further preferred embodiment Grooves are formed in the wall from the flange parts facing the Pilot part faces, forming projections which lie over the panel support surfaces. These grooves in combination with the protrusions also provide an improved Turning resistance ready. In a further preferred embodiment which is further described below include those in general arcuate Flange parts of the fastener an arcuate central Part and linear end parts that have an excellent torsional resistance provide.

Das Körperteil von dem selbstbefestigenden Befestigungselement von dieser Erfindung beinhaltet vorzugsweise im Allgemeinen bogenförmige Seitenflächen und ebene Endflächen, wobei die im Allgemeinen bogenförmigen Flanschteile, die vorstehen von der zweiten Auflagefläche von den im Allgemeinen bogenförmigen Seitenflächen, um mit der Form von den Flanschteilen übereinzustimmen. In einer von den bevorzugten Ausführungsformen von dem selbstbefestigendem Befestigungselement von dieser Erfindung beinhalten die im Allgemeinen bogenförmigen Flanschteile an gegenüberliegenden Seiten von dem Pilotteil mindestens zwei beabstandete bogenförmige Segmente und die zweite ebene Auflagefläche erstreckt sich zwischen den beabstandeten bogenförmigen Segmenten und stellt dadurch zusätzlichen Verdrehwiderstand bereit. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die im Allgemeinen bogenförmigen Flanschteile durchgehend, wobei jeder aufweist einen bogenförmigen Mittelteil und lineare Endteile integral mit und erstreckend von dem Mittelteil und die Flanschteile gegenüberliegend dem Pilotteil sind geneigt, um zusätzliche Auflagebereiche auf den Flanschteilen und Rausdrückstärke bereitzustellen. Zusätzliche Rausdruckstärke kann auch bereitgestellt werden durch Neigen der gegenüberliegenden Flächen von den bogenförmigen Abschnitten von Flanschteilen nach innen gerichtet von der zweiten Auflagefläche zu den das Paneel stützenden Flächen. Weitere Rausdrückstärke kann bereitgestellt werden durch Neigen der äußeren Oberfläche von dem vorstehenden Pilotteil von der zweiten Auflagefläche in Richtung der Flanschteile. In der bevorzugten Ausführungsform von dem Befestigungselement, wobei der Pilotteil nach Innen hin geneigt ist von der Endfläche die als eine Schneidefläche dient, ist die äußere Oberfläche benachbart der Endfläche zylindrisch, um erhöhte säulenartige Unterstützung für das Schneiden bereitzustellen und dann nach innen hin geneigt bildend eine kegelstumpfförmige Oberfläche, die zusätzliche Rausdrückstärke für die Befestigungselement- und Paneel-Anordnung bereitstellt.The body part of the self-attaching fastener of this invention preferably includes generally arcuate side surfaces and flat end surfaces, the generally arcuate Flange parts protruding from the second bearing surface of the generally arcuate Faces, to match the shape of the flange parts. In one of the preferred embodiments of the self-attaching fastener of this invention include the generally arcuate flange portions at opposite ends Sides of the pilot part at least two spaced arcuate segments and the second plane bearing surface extends between the spaced arcuate segments and provides thereby additional Turning resistance ready. In a further preferred embodiment are generally arcuate Flange parts through, each having an arcuate central part and linear end portions integral with and extending from the central portion and the flange portions opposite to Pilot part are inclined to additional To provide support areas on the flange parts and Rausdrückstärke. additional Out pressure strength can also be provided by tilting the opposite surfaces from the arched ones Portions of flange portions inwardly from the second bearing surface to the panel supporting Surfaces. Further expressiveness can provided by inclining the outer surface of the protruding pilot part from the second support surface in the direction the flange parts. In the preferred embodiment of the fastener, wherein the pilot part is inclined inwardly from the end face of the as a cutting surface serves, the outer surface is adjacent the endface cylindrical to increased columnar support for the To provide cutting and then tilted inwards a frustoconical Surface, the extra Impact strength for the fastener and panel arrangement.

Das selbstbefestigende Befestigungselement von dieser Erfindung kann deshalb durch konventionelle Kaltformtechniken gebildet werden und stellt eine verbesserte Leistung gegenüber Befestigungselementen bereit, die durch Kaltformen gebildet wurden. Das Befestigungselement von dieser Erfindung stellt außerdem bereit die Vorteile von einem kaltgerollten Befestigungselement ohne den Aufwand einer Walzstraße. Schließlich kann das selbstbefestigende Befestigungselement von dieser Erfindung in einem vororientierten Befestigungselementstreifen für Massenproduktionsanwendungen integriert werden. Für derartige Anwendungen werden Draht empfangende Nuten in der zweiten Auflagefläche bereitgestellt, vorzugweise an gegenüberliegenden Seiten von den Pilotteilen zwischen dem Pilotteil und den Flanschteilen und erstreckend zwischen den Endflächen von dem Befestigungselementkörper. In der bevorzugten Ausführungsform von einem Befestigungselementstreifen beinhalten die Drahtnuten eine Mehrzahl von beabstandeten Taschen in der niedrigeren Oberfläche oder Bodenwand von der Nut, verhindernd ein Bewegen von den Befestigungselementen auf den Drähten. Die Befestigungselemente können dann gebildet werden in einen kontinuierlichen vororientierten Befestigungselementstreifen, wobei die Befestigungselemente zunächst in einer Kopf-an-Fuß-Beziehung angeordnet werden und ein zerbrechlicher Draht wird dann in die den Draht aufnehmenden Nuten gerollt.The self-attaching fastener of this invention can therefore be formed by conventional cold-forming techniques and provides improved performance over fasteners formed by cold-forming. The fastener of this invention also provides the advantages of a cold rolled fastener without the hassle of a mill train. Finally, the self-attaching fastener of this invention can be incorporated into a pre-oriented fastener strip for mass production applications. For such applications will be Wire receiving grooves provided in the second bearing surface, preferably on opposite sides of the pilot parts between the pilot part and the flange parts and extending between the end faces of the fastener body. In the preferred embodiment of a fastener strip, the wire grooves include a plurality of spaced pockets in the lower surface or bottom wall of the groove, preventing movement of the fasteners on the wires. The fasteners may then be formed into a continuous preoriented fastener strip with the fasteners initially placed in a head-to-toe relationship and a frangible wire then rolled into the wire receiving grooves.

Andere Vorteile von dem selbstbefestigenden Befestigungselement von dieser Erfindung werden besser verstanden durch die nachfolgende Beschreibung von den bevorzugten Ausführungsformen, den angehängten Ansprüchen und den Zeichnungen von denen eine kurze Beschreibung nun folgt.Other Advantages of the self-attaching fastener of this The invention will be better understood by the following description from the preferred embodiments, the attached claims and the drawings of which a brief description follows.

KURZE BESCHREIBUNG VON DEN ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine perspektivische Draufsicht auf eine Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement von dieser Erfindung; 1 Figure 11 is a top perspective view of one embodiment of the self-attaching fastener of this invention;

2 ist eine Draufsicht auf das selbstbefestigende Befestigungselement gezeigt in 1; 2 is a plan view of the self-attaching fastener shown in FIG 1 ;

3 ist eine Seitenansicht von der Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement gezeigt in den 1 und 2; 3 FIG. 12 is a side view of the embodiment of the self-attaching fastener shown in FIGS 1 and 2 ;

4 ist eine Draufsicht auf das selbstbefestigende Befestigungselement gezeigt in den 1 bis 3, befestigt an einem Metallpaneel; 4 is a plan view of the self-attaching fastener shown in the 1 to 3 attached to a metal panel;

5 ist eine seitliche Querschnittsansicht von 4 in der Richtung von den Ansichtspfeilen 5-5; 5 is a side cross-sectional view of 4 in the direction of the view arrows 5-5;

6 ist eine Querschnittsansicht von 4 in der Richtung von den Ansichtspfeilen 6-6; 6 is a cross-sectional view of 4 in the direction of the view arrows 6-6;

7 ist eine perspektivische Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform von einem selbstbefestigenden Befestigungselement von dieser Erfindung; 7 Figure 4 is a top perspective view of an alternative embodiment of a self-attaching fastener of this invention;

8 ist eine perspektivische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement von dieser Erfindung; 8th Figure 11 is a top perspective view of another embodiment of the self-attaching fastener of this invention;

9 ist eine Draufsicht auf das selbstbefestigenden Befestigungselement gezeigt in 8; 9 is a plan view of the self-attaching fastener shown in FIG 8th ;

10 ist eine Seitenansicht von dem selbstbefestigenden Bestfestigungselement gezeigt in den 8 und 9; 10 is a side view of the self-attaching Bestfestigungselement shown in the 8th and 9 ;

11 ist eine Draufsicht auf das selbstbefestigende Befestigungselement gezeigt in den 8 bis 10, befestigt an einem Paneel; 11 is a plan view of the self-attaching fastener shown in the 8th to 10 attached to a panel;

12 ist eine seitliche Querschnittsansicht von der Befestigungselement- und Paneel-Anordnung gezeigt in 11 in der Richtung von den Ansichtspfeilen 12-12; 12 FIG. 12 is a side cross-sectional view of the fastener and panel assembly shown in FIG 11 in the direction of the view arrows 12-12;

13 ist eine Querschnittsansicht von der Befestigungselement- und Paneel-Anordnung gezeigt in 11 in der Richtung von den Ansichtspfeilen 13-13; 13 FIG. 12 is a cross-sectional view of the fastener and panel assembly shown in FIG 11 in the direction of the view arrows 13-13;

14 ist eine perspektivische Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform von einem selbstbefestigenden Befestigungselement von dieser Erfindung; 14 Figure 4 is a top perspective view of an alternative embodiment of a self-attaching fastener of this invention;

15 ist eine Draufsicht auf das selbstbefestigende Befestigungselement gezeigt in 14; 15 is a plan view of the self-attaching fastener shown in FIG 14 ;

16 ist eine Querschnittsansicht von dem selbstbefestigenden Befestigungselement gezeigt in den 14 und 15; 16 FIG. 12 is a cross-sectional view of the self-attaching fastener shown in FIGS 14 and 15 ;

17 ist eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement von dieser Erfindung; 17 Figure 11 is a plan view of an alternative embodiment of the self-attaching fastener of this invention;

18 ist eine seitliche Querschnittsansicht von dem selbstbefestigenden Befestigungselement gezeigt in 17 in Richtung von den Ansichtspfeilen 18-18; 18 is a side cross-sectional view of the self-attaching fastener shown in FIG 17 in the direction of the view arrows 18-18;

19 ist eine perspektivische Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement von dieser Erfindung; 19 Figure 11 is a top perspective view of an alternative embodiment of the self-attaching fastener of this invention;

20 ist eine perspektivische Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement von dieser Erfindung; 20 Figure 11 is a top perspective view of an alternative embodiment of the self-attaching fastener of this invention;

21 ist eine teilweise Draufsicht auf die Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement gezeigt in 20; und 21 is a partial plan view of the embodiment of the self-attaching fastener shown in FIG 20 ; and

22 ist eine perspektivische Draufsicht auf einen vororientierten Streifen von Befestigungselementen wie sie in den 7 bis 9 gezeigt sind. 22 is a top perspective view of a preoriented strip of fasteners as shown in FIGS 7 to 9 are shown.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON DEN BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Die Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 20 gezeigt in den 1 bis 3 beinhaltet ein Körperteil 22 mit bogenförmigen Seitenflächen 24, ebenen Endflächen 26 und einer Bodenauflagefläche 28. Ein röhrenförmiger oder ringförmiger im Allgemeinen zylindrischer zentraler Pilotteil 30 steht hervor von dem Körperteil mit einer Bohrung 32, erstreckend durch den Pilotteil 30 und dem Körperteil von dem Befestigungselement, wobei die Bohrung ein Gewinde aufweisen kann, wie gezeigt. Alternative kann die Bohrung 32 kein Gewinde aufweisen zum Empfangen von einem ein Gewinde bildenden oder Gewinde rollenden männlichen Befestigungselement. Der Pilotteil 30 beinhaltet eine ebene Endfläche 34, die als eine Schneidefläche dient, wenn das Befestigungselement 20 verwendet wird als ein selbstschneidendes Befestigungselement. In dieser Ausführungsform ist die äußere Wand 36 von dem Pilotteil zylindrisch. Das Befestigungselement 20 beinhaltet weiter bogenförmige Flanschteile 38 an gegenüberliegenden Seiten von dem Pilotteil 30, die sich erstrecken von den bogenförmigen Seitenflächen 24, jede weist auf bogenförmige ebene die Paneele stützende Flächen oder erste Auflageflächen 40, die beabstandet sind unterhalb der Ebene von der schneidenden Endfläche 34, wie am besten in 3 gezeigt wird. Das selbstbefestigende Befestigungselement 20 beinhaltet weiter eine zweite oder Haupt ebene Auflagefläche 42, die beabstandet ist unter der Ebene von der ersten Auflagefläche 40 von den Flanschteilen angeordnet zwischen den Flanschteilen 38 und dem zentralen Pilotteil 30 und welches den Pilotteil 30 umgibt, wie gezeigt. In dieser Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement von dieser Erfindung beinhalten die Flanschteile 38 beabstandete bogenförmige Segmente 44 mit gegenüberliegenden geneigten Oberflächen 46, welche nach innen gerichtet geneigt sind von der zweiten oder Hauptauflagefläche 42 zu den ersten oder Paneel stützenden Auflageflächen 44, bereitstellend eine erhöhte Rausdrückstärke wenn das Befestigungselement an einem Paneel befestigt ist. Weiter sind in den bevorzugten Ausführungsformen die Oberfläche oder die Oberflächen 43 von den Flanschteilen gegenüberliegend dem Pilotteil 30 nach innen geneigt von der Hauptauflagefläche 42 in Richtung des Pilotteils 30, wie am besten in 3 gezeigt. Schließlich beinhaltet das selbstbefestigende Befestigungselement 20 gezeigt in den 1 bis 3 integrale Vorsprünge 50, welche integral stoßen können von der schneidenden Endfläche 34 von dem Pilot, wie gezeigt, bildend Ebenen 51 an gegenüberliegenden Seiten von dem Pilotteil. Wie von denen verstanden wird, die sich in diesem Bericht auskennen, kann das Befestigungselement 20 veranschaulicht in den 1 bis 3 durch konventionelle Kaltformtechniken gebildet werden.The embodiment of the self-attaching fastener 20 shown in the 1 to 3 includes a body part 22 with arcuate side surfaces 24 , flat end surfaces 26 and a ground support surface 28 , A tubular or annular generally cylindrical central pilot 30 stands out from the body part with a hole 32 , extending through the pilot part 30 and the body part of the fastener, wherein the bore may be threaded, as shown. Alternative may be the bore 32 have no thread for receiving a threaded or threaded male fastener. The pilot part 30 includes a flat end surface 34 serving as a cutting surface when the fastener 20 is used as a self-tapping fastener. In this embodiment, the outer wall 36 cylindrical from the pilot part. The fastener 20 further includes arcuate flange parts 38 on opposite sides of the pilot part 30 that extend from the arcuate side surfaces 24 Each has arcuate plane supporting the panels or first bearing surfaces 40 which are spaced below the plane of the cutting end surface 34 how best in 3 will be shown. The self-attaching fastener 20 further includes a second or main level bearing surface 42 which is spaced below the plane of the first bearing surface 40 from the flange parts arranged between the flange parts 38 and the central pilot section 30 and which the pilot part 30 surrounds as shown. In this embodiment of the self-attaching fastener of this invention, the flange members include 38 spaced arcuate segments 44 with opposite inclined surfaces 46 which are inclined inwardly from the second or main bearing surface 42 to the first or panel supporting bearing surfaces 44 providing an increased expulsion strength when the fastener is attached to a panel. Further, in the preferred embodiments, the surface or surfaces are 43 from the flange parts opposite the pilot part 30 inclined inwards from the main support surface 42 in the direction of the pilot part 30 how best in 3 shown. Finally, the self-attaching fastener includes 20 shown in the 1 to 3 integral projections 50 which can abut integrally from the cutting end surface 34 from the pilot, as shown, forming levels 51 on opposite sides of the pilot part. As will be understood by those who are versed in this review, the fastener may 20 illustrated in the 1 to 3 be formed by conventional cold forming techniques.

Wie es in dem oben verwiesenen US Patent 3,648,747 weiter beschrieben ist werden selbstschneidende und vernietende Befestigungselemente von der gezeigten Art im Allgemeinen in einer Stempelpresse installiert, wobei die obere Platte von der Stempelpresse einen Installationskopf (nicht gezeigt) beinhaltet, der die Befestigungselemente empfängt, mit einem hin- und hergehenden Stößel, der eingreift in die Bodenauflagefläche 28 und ein Stempelteil oder Stempelknopf (nicht gezeigt) in der unteren Stempelplatte, der das zu installierende Paneele empfängt. Die Schneidefläche 34 greift dann ein und schneidet das Paneel und das Paneelteil benachbart der geschnittenen Öffnung ist dann unelastisch permanent deformiert die in Ausnehmungen in dem Befestigungselement durch vorstehende Lippen von dem Stempelknopf, was von denen, die sich in diesem Bericht auskennen, verstanden wird. Wie verstanden wird, greift die Schneidefläche 34 von dem Pilotteil 30 zunächst in das Paneel, schneidet dann eine Öffnung in das Paneel zum Empfang von dem Pilotteil. Alternativ, wo das selbstbefestigende Befestigungselement nur verwendet wird als ein selbstnietendes Befestigungselement, ist das Paneel vorgeschnitten für den Empfang von dem Pilot. Das Paneel wird dann empfangen auf der ersten Auflagefläche 40 von den Flanschteilen 38. Schließlich deformieren die Lippenteile von dem Stempelknopf (nicht gezeigt) unelastisch den Paneelbereich benachbart der Öffnung in die Ausnehmungen bereitgestellt in dem Befestigungselement und komplettieren damit die Installation. Die Konfiguration von den Nietlippen von dem Stempelknopf werden abhängen von der Konfiguration von dem Befestigungselement.As further described in the above-referenced U.S. Patent 3,648,747, self-tapping and riveting fasteners of the type shown are generally installed in a punch press, the top plate of the punch press including an installation head (not shown) receiving the fasteners reciprocating plunger, which engages in the ground support surface 28 and a stamp member or punch button (not shown) in the lower die plate receiving the panel to be installed. The cutting surface 34 then engages and cuts the panel and the panel member adjacent the cut opening is then inelastically permanently deformed into recesses in the fastener by projecting lips from the punch button, which is understood by those skilled in the art. As will be understood, the cutting surface engages 34 from the pilot part 30 first in the panel, then cuts an opening in the panel for receiving the pilot part. Alternatively, where the self-attaching fastener is only used as a self-riveting fastener, the panel is pre-cut for receipt by the pilot. The panel is then received on the first support surface 40 from the flange parts 38 , Finally, the lip portions of the punch button (not shown) inelastically deform the panel area adjacent the opening into the recesses provided in the fastener and thereby complete the installation. The configuration of the rivet lips of the punch button will depend on the configuration of the fastener.

Die 4 bis 6 veranschaulichen eine Paneel- und Befestigungselement-Anordnung, gebildet durch das Verfahren und die Vorrichtung die oben beschrieben sind, mit dem Befestigungselement 20 veranschaulicht in den 1 bis 3. 4 ist eine Draufsicht auf das Paneel 52 nach der Installation, wobei sich das Pilotteil 30 erstreckt durch das Paneel 52 und das Paneel wird gestützt auf den Paneelstützflächen 40 von den Flanschteilen 38 und deformiert auf den Haupt- oder zweiten Auflageflächen 42. Wie am besten in 5 gezeigt wird, ist das Paneelteil 54 gegen die Haupt- oder zweite Auflagefläche 42 deformiert unter die nach innen geneigten Oberflächen 48 von den Flanschteilen und die äußere Wand 36 von dem Pilotteil, bereitstellend eine Rausdrückstärke und das Paneel wird verdünnt und deformiert um die Vorsprüngsteile 50 und gegen die Flächen 51 verhindernd das Rotieren von dem Befestigungselement 20 relativ zu dem Paneel. Wie am besten in 6 gezeigt, ist das Paneel 52 auch deformiert gegen die erste Auflagefläche 42 unter den gegenüberliegenden nach innen geneigten Oberflächen 46 von den Flanschteilen 38, bereitstellend zusätzliche Rausdrückstärke und verhindernd ein Rotieren von dem Befestigungselement 20 auf dem Paneel. Da das Pilotteil 30 rund ist und eben nicht rechteckig, werden Spannungsrisse in dem Paneel an dem Pilot verhindert und bogenförmige oder im Allgemeinen bogenförmige Flanschteile stellen auch bereit eine verbesserte Rückhaltung von dem Befestigungselement für das Paneel und verhindern Spannungsrisse oder Rissbildung von dem Paneel, wie beschrieben.The 4 to 6 illustrate a panel and fastener assembly formed by the method and apparatus described above with the fastener 20 illustrated in the 1 to 3 , 4 is a plan view of the panel 52 after installation, taking the pilot part 30 extends through the panel 52 and the panel is supported on the panel support surfaces 40 from the flange parts 38 and deformed on the main or second support surfaces 42 , How best in 5 is shown is the panel part 54 against the main or second support surface 42 deformed under the inwardly inclined surfaces 48 from the flange parts and the outer wall 36 from the pilot part, providing a blasting power and the panel is thinned and deformed around the protrusion parts 50 and against the surfaces 51 prevents rotation of the fastener 20 relative to the panel. How best in 6 shown is the panel 52 also deformed against the first bearing surface 42 under the opposite inwardly inclined surfaces 46 from the flange parts 38 providing to additional Rausdrückstärke and preventing rotation of the fastener 20 on the panel. Because the pilot part 30 is round and not rectangular, stress cracks in the panel on the pilot are prevented, and arcuate or generally arcuate flange portions also provide improved retention from the panel fastener and prevent stress cracking or cracking of the panel as described.

Die Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 120 veranschaulicht in 7 ist identisch mit dem Befestigungselement 20 veranschaulicht in den 1 bis 3, außer dass das Befestigungselement 120 beinhaltet parallele Draht aufnehmende Nuten 156 in der ersten oder zweiten Auflagefläche 142 an gegenüberliegenden Seiten von dem Pilotteil 130. Wie gezeigt, erstrecken sich die Drahtnuten 156 von einer Endfläche 126 zu der anderen. In der bevorzugten Ausführungsform beinhalten die Draht aufnehmenden Nuten eine Mehrzahl von beabstandeten Taschen 158 getrennt durch Rippen 160. Wie im Detail in der auch anhängigen Anmeldung beschrieben wird, die gleichzeitig hiermit eingereicht wurde, können die Befestigungselemente 120 dann in einem durchgehenden vororientierten Streifen von Befestigungselementen miteinander befestigt werden durch Ausrichten der Befestigungselemente 120 in einer Kopf-an-Fuß Beziehung, so dass die Drahtnuten 156 koaxial ausgerichtet sind, wie in 22 gezeigt und zerbrechliche durchgehende Drähte 162 in die Drahtnuten 156 gerollt sind. In der bevorzugten Ausführungsform werden die Drähte deformiert durch die Walzen (nicht gezeigt) gegen die Bodenwand von der Nut und deformiert in die Taschen 158. Die zurückhaltenden Drähte 162 werden vorzugsweise von einem flexiblen Material gebildet, ermöglichend dass die vororientierten Streifen von Befestigungselementen in eine Rolle gerollt werden können, aber während der Installation von den Befestigungselementen durch den Stößel von dem Installationskopf (nicht gezeigt) geschnitten werden können. Deshalb sind die Drähte vorzugsweise flexible, aber zerbrechlich. Ein geeignetes Material für die Drähte ist geglühter 1065 Karbonstahl, der nicht wärmebehandelt ist. Dieses Material stellt eine ausreichende Formbarkeit und Flexibilität für die Verwendung in dieser Anwendung bereit. Andere geeignete Materialien beinhalten Monofilament, Nylonschnur oder Kabel oder andere geeignete Metalle und Polymere. Da das Befestigungselement 120 gezeigt in 7 identisch ist zu dem Befestigungselement 20 gezeigt in 1, sind die Elemente von dem Befestigungselement nummeriert in derselben Sequenz wie in 1 und es sind keine weiteren Erklärungen notwendig.The embodiment of the self-attaching fastener 120 illustrated in 7 is identical to the fastener 20 illustrated in the 1 to 3 except that the fastener 120 includes parallel wire receiving grooves 156 in the first or second support surface 142 on opposite sides of the pilot part 130 , As shown, the wire grooves extend 156 from an end face 126 to the other. In the preferred embodiment, the wire receiving grooves include a plurality of spaced pockets 158 separated by ribs 160 , As described in detail in the co-pending application filed concurrently herewith, the fasteners 120 then fastened together in a continuous preoriented strip of fasteners by aligning the fasteners 120 in a head-to-toe relationship, leaving the wire grooves 156 are aligned coaxially, as in 22 shown and breakable through wires 162 into the wire grooves 156 rolled. In the preferred embodiment, the wires are deformed by the rollers (not shown) against the bottom wall of the groove and deformed into the pockets 158 , The restrained wires 162 are preferably formed of a flexible material allowing the preoriented strips of fasteners to be rolled into a roll but cut during installation of the fasteners by the plunger from the installation head (not shown). Therefore, the wires are preferably flexible but fragile. A suitable material for the wires is annealed 1065 carbon steel which is not heat treated. This material provides sufficient moldability and flexibility for use in this application. Other suitable materials include monofilament, nylon cord or cable or other suitable metals and polymers. As the fastener 120 shown in 7 is identical to the fastener 20 shown in 1 , the elements of the fastener are numbered in the same sequence as in FIG 1 and no further explanation is needed.

Die 8 bis 10 veranschaulichen weitere alternative Ausführungsformen von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 220 von dieser Erfindung. Das selbstbefestigende Befestigungselement veranschaulicht in den 8 bis 10 kann identisch sein zu dem Befestigungselement 120 veranschaulicht in 7, außer wie unten beschrieben. Die äußere Wand 236 von dem Pilotteil 230 benachbart zu der zweiten Auflagefläche 242 ist nach außen hin geneigt von der zweiten oder ersten Auflagefläche 242 von dem Befestigungselement in Richtung der Flanschteile 238, wie dies am besten in 10 gezeigt ist. Deshalb liegt die Endfläche oder Schneidefläche 234 über der ersten Auflagefläche 242, bildend eine schwalbenschwanzartige Öffnung (dovetail shaped opening) zwischen den geneigten Oberflächen 243 von den Flanschteilen und den gegenüberliegenden geneigten Oberflächen 236 von dem Pilotteil, wie dies am besten in 10 gezeigt ist. Aber die äußere Oberfläche 237 benachbart der Endfläche 234 ist wie gezeigt vorzugsweise zylindrisch, um eine säulenartige Stütze zum Schneiden bereitzustellen und der Pilotteil 230 ist im Wesentlichen zylindrisch. Da die Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 220 die in den 8 bis 10 gezeigt ist identisch ist zu dem Befestigungselement 120 veranschaulicht in 7 inklusive der den Draht aufnehmenden Nuten 256, außer der geneigten Oberfläche 236 von dem Pilotteil, sind die Elemente von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 220 in derselben Sequenz nummeriert wie das Befestigungselement 120 gezeigt in 7 und es ist keine weitere Beschreibung notwendig.The 8th to 10 illustrate further alternative embodiments of the self-attaching fastener 220 of this invention. The self-attaching fastener illustrated in the 8th to 10 may be identical to the fastener 120 illustrated in 7 except as described below. The outer wall 236 from the pilot part 230 adjacent to the second support surface 242 is inclined outwardly from the second or first bearing surface 242 from the fastener in the direction of the flange parts 238 as this is best in 10 is shown. Therefore, the end surface or cutting surface lies 234 over the first contact surface 242 forming a dovetailed opening between the inclined surfaces 243 from the flange parts and the opposite inclined surfaces 236 from the pilot part, as this is best in 10 is shown. But the outer surface 237 adjacent the endface 234 As shown, it is preferably cylindrical to provide a columnar support for cutting and the pilot part 230 is essentially cylindrical. Since the embodiment of the self-attaching fastener 220 in the 8th to 10 shown is identical to the fastener 120 illustrated in 7 including the wire receiving grooves 256 , except the inclined surface 236 from the pilot part, are the elements of the self-attaching fastener 220 numbered in the same sequence as the fastener 120 shown in 7 and no further description is necessary.

Die 11 bis 13 veranschaulichen das Befestigungselement 220 befestigt an einem Paneel 252 ähnlich zu dem in den 4 bis 6 mit zerbrechlichen Drähten 162 in den Drahtnuten 256, wie oben im Zusammenhang mit den 7 und 22 beschrieben. Wie am besten in 12 gezeigt, wird deshalb das Paneelteil 254 unter beiden geneigten Wänden 236 von dem Pilotteil und 248 von den Flanschteilen deformiert, bildend eine schwalbenschwanzartige Öffnung und eine verbesserte Rausdrückstärke für die Befestigungselement- und Paneel-Anordnung. Alle anderen Elemente sind identisch zu den vorhergehenden Ausführungsformen die oben beschrieben sind und sind in derselben Sequenz durchnummeriert, so dass keine weitere Beschreibung notwendig ist.The 11 to 13 illustrate the fastener 220 attached to a panel 252 similar to the one in the 4 to 6 with fragile wires 162 in the wire grooves 256 as related to the above 7 and 22 described. How best in 12 is therefore the panel part 254 under both inclined walls 236 from the pilot part and 248 deformed by the flange parts, forming a dovetailed opening and an improved Rausdrückstärke for the fastener and panel assembly. All other elements are identical to the previous embodiments described above and are numbered consecutively in the same sequence, so that no further description is necessary.

Die 14 bis 16 veranschaulichen eine weitere alternative Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 320 von dieser Erfindung, die insbesondere geeignet ist für schwere oder dickere Paneelmetallanwendungen. Wie von denen, die sich in diesem Bereich auskennen verstanden wird, ist es schwieriger dickere Metallpaneele in begrenzte Ausnehmungen zu deformieren, wie zum Beispiel die schwalbenschwanzartige Ausnehmung zwischen den beabstandeten bogenförmigen Segmenten 44 von den Flanschteilen 38 wie gezeigt in den vorhergehenden Figuren. Deshalb sind in der Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 320 gezeigt in den 14 bis 16 die im Allgemeinen bogenförmigen Flanschteile 338 kontinuierlich an beiden Seiten von dem zentralen hervorstehenden Pilotteil 330. Weiter ist die geneigte Oberfläche 348 von den Flanschteilen 338 bogenförmig an der Mitte, wie gezeigt in den 14 und 15, aber die Endteile 349 benachbart den Endflächen 326 sind linear, um einen zusätzlichen Verdrehwiderstand und Auflagebereich für schwere Metallanwendungen bereitzustellen. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Endteile 339 von den im Allgemeinen bogenförmigen Flanschteilen 333 linear, wie gezeigt und die Seitenflächen 324 stimmen überein mit der Form von den Flanschteilen 335. Schließlich ist die geneigte Oberfläche 336 benachbart der ersten Auflagefläche 342 geneigt, aber die Oberfläche 337 benachbart der Schneidefläche 334 ist zylindrisch, bereitstellend zusätzliche säulenartige Stärke für das Pilotteil während des Scheidens, wie am besten gezeigt in 16. Aufgrund des verbesserten Verdrehwiderstands, bereitgestellt durch die linearen Endteile 339 und 349 von dem Flanschteil 333, wurden die integralen Vorsprünge eliminiert. Andere Details von dieser Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 320 können identisch sein zu den selbstbefestigenden Befestigungselementen die oben beschrieben sind und die Elemente sind in derselben Sequenz nummeriert, so dass für eine Person, die sich in diesem Bereich auskennt, keine weitere Beschreibung notwendig ist.The 14 to 16 illustrate another alternative embodiment of the self-attaching fastener 320 of this invention, which is particularly suitable for heavy or thicker panel metal applications. As will be understood by those of ordinary skill in the art, it is more difficult to deform thicker metal panels into restricted recesses, such as the dovetailed recess between the spaced bo geniform segments 44 from the flange parts 38 as shown in the preceding figures. Therefore, in the embodiment of the self-attaching fastener 320 shown in the 14 to 16 the generally arcuate flange parts 338 continuously on both sides of the central projecting pilot section 330 , Next is the inclined surface 348 from the flange parts 338 arcuate at the center, as shown in the 14 and 15 but the end parts 349 adjacent to the end surfaces 326 are linear to provide additional torque and bearing area for heavy metal applications. In the preferred embodiment, the end parts are 339 from the generally arcuate flange parts 333 linear as shown and the side surfaces 324 Match with the shape of the flange parts 335 , Finally, the inclined surface 336 adjacent the first bearing surface 342 inclined, but the surface 337 adjacent the cutting surface 334 is cylindrical, providing additional columnar strength to the pilot part during the separation, as best shown in FIG 16 , Due to the improved torsional resistance provided by the linear end portions 339 and 349 from the flange part 333 , the integral protrusions were eliminated. Other details of this embodiment of the self-attaching fastener 320 may be identical to the self-attaching fasteners described above and the elements are numbered in the same sequence so that no further description is necessary for a person skilled in the art.

Die 17 und 13 veranschaulichen eine bevorzugte Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 420, welches insbesondere geeignet ist zur Installation und relativ dünnen Paneelen. In dieser Ausführungsform ist der Körper im Allgemeinen rechteckig ähnlich zur 7 und der Pilot 430 ist zylindrisch mit einer zylindrischen äußeren Oberfläche 436. Die innere Wand 448 von den Flanschteilen 433 ist nach innen hin geneigt von der ersten Auflagefläche 440 zu der zweiten Auflagefläche 442. Nichtiger ist, dass die anti-Rotationsmerkmale von dieser Ausführungsform Nasen aufweist, welche sich erstreckend radial gegenüber dem Piloten 430 in die Auflagefläche 440 von den Flanschteilen. In der bevorzugten Ausführungsform beinhalten die Flanschteile 433 mindestens eine Nase in jeder von den Flanschteilen, weiter bevorzugt zwei Nasen in jedem von den Flanschteilen gleich beabstandet von den ebenen Enden 426 wie gezeigt. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 420 stoßen die Nasen integral von den Flanschteilen, bildend radiale Vorsprünge, die über der zweiten Auflagefläche 442 liegen. Die radialen Nasen und Vorsprünge stellen einen exzellenten Verdrehwiderstand bereit. Weitere Rausdrückstärke kann auch bereitgestellt werden durch Unterschneiden des Pilot (nicht gezeigt). Erneut, die Elemente von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 420 gezeigt in den 17 und 13 sind in derselben Sequenz nummeriert wie die vorhergehenden Figuren, so dass keine weitere Beschreibung notwendig ist für ein komplettes Verstehen von dieser Ausführungsform.The 17 and 13 illustrate a preferred embodiment of the self-attaching fastener 420 , which is particularly suitable for installation and relatively thin panels. In this embodiment, the body is generally rectangular similar to 7 and the pilot 430 is cylindrical with a cylindrical outer surface 436 , The inner wall 448 from the flange parts 433 is inclined inwards from the first bearing surface 440 to the second bearing surface 442 , What is more, the anti-rotation features of this embodiment have lugs extending radially opposite the pilot 430 in the bearing surface 440 from the flange parts. In the preferred embodiment, the flange parts include 433 at least one lug in each of the flange portions, more preferably two lugs in each of the flange portions equally spaced from the planar ends 426 as shown. In the most preferred embodiment of the self-attaching fastener 420 the lugs abut integrally from the flange portions, forming radial projections which overlie the second support surface 442 lie. The radial tabs and projections provide excellent torque resistance. Further expelling power may also be provided by undercutting the pilot (not shown). Again, the elements of the self-attaching fastener 420 shown in the 17 and 13 are numbered in the same sequence as the previous figures, so that no further description is necessary for a complete understanding of this embodiment.

In der Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 520 gezeigt in 19, erstrecken sich die bogenförmigen Flanschteile 538 im Wesentlichen um den Pilotteil 530 und die gegenüberliegenden Enden 546 sind nach innen hin geneigt von der ersten Auflagefläche 540 wie gezeigt. Außerdem ist das Befestigungselement im Allgemeinen kreisförmig mit ebenen Endflächen 526 und die Vorsprünge sind ersetzt durch ebene Oberflächen 551 an gegenüberliegenden Seiten von dem Pilotteil 530. Die ebenen Oberflächen 551 stellen einen Verdrehwiderstand bereit und eine zusätzliche Paneelauflagefläche 542 zwischen dem Pilotteil 530 und dem Flanschteil 533 und eliminieren deshalb die Notwendigkeit von Vorsprüngen. Erneut, die Element von dem selbstbefestigenden Befestigungselement 520 veranschaulicht in 19 sind in derselben Sequenz nummeriert wie die vorhergehenden Ausführungsformen, so dass eine Person mit durchschnittlichem Wissen in diesem Bereich keine weitere Beschreibung benötigt.In the embodiment of the self-attaching fastener 520 shown in 19 , extend the arcuate flange parts 538 essentially around the pilot part 530 and the opposite ends 546 are inclined inwards from the first bearing surface 540 as shown. In addition, the fastener is generally circular with flat end surfaces 526 and the projections are replaced by flat surfaces 551 on opposite sides of the pilot part 530 , The flat surfaces 551 provide a torsional resistance and an additional panel support surface 542 between the pilot part 530 and the flange part 533 and therefore eliminate the need for protrusions. Again, the element of the self-attaching fastener 520 illustrated in 19 are numbered in the same sequence as the previous embodiments, so that a person having average knowledge in this area needs no further description.

Schließlich ist das selbstbefestigende Befestigungselement 620 veranschaulicht in den 20 und 21 ähnlich zu dem selbstbefestigenden Befestigungselement 520 veranschaulicht in 19, außer dass die geneigten Oberflächen 646 zwischen den Flanschteilen 638 auch geneigt sind von den Endflächen 626 in Richtung des Pilotteils 530 und stellen dadurch zusätzliche Zurückhaltung von dem Befestigungselement auf einem Paneel (nicht gezeigt) bereit und die integralen Vorsprungsteile 650 treiben Paneelmetall in die V-geformten Nuten, die zwischen den Flanschteilen definiert sind und stellen dadurch eine sehr sichere Installation bereit. Erneut, die Elemente vom selbstbefestigenden Befestigungselement 620 veranschaulicht in den 20 und 21 wurden in derselben Sequenz nummeriert wie die vorhergehenden Ausführungsformen, so dass weitere Erklärungen für eine Person mit durchschnittlichem Wissen in diesem Bereich nicht notwendig sind.Finally, the self-attaching fastener 620 illustrated in the 20 and 21 similar to the self-attaching fastener 520 illustrated in 19 except that the inclined surfaces 646 between the flange parts 638 are also inclined from the end faces 626 in the direction of the pilot part 530 and thereby provide additional restraint from the fastener on a panel (not shown) and the integral projection portions 650 drive panel metal into the V-shaped grooves defined between the flange parts thereby providing a very safe installation. Again, the elements of the self-attaching fastener 620 illustrated in the 20 and 21 have been numbered in the same sequence as the previous embodiments, so further explanation is not necessary for a person having average knowledge in this field.

In der am meisten bevorzugten Ausführungsform von dem selbstbefestigenden Befestigungselementen von dieser Erfindung wo die Rausdrückstärke erwünscht ist, sind die Oberflächen von den Flanschteilen die dem Pilotteil zugewandt sind geneigt von der ersten Auflagefläche in Richtung des Pilotteils, wie gezeigt zum Beispiel in den Zeichnungen die veranschaulichen die Ausführungsformen von den selbstbefestigenden Befestigungselementen 20, 120, 320, etc. Weiter beinhalten die bevorzugten Ausführungsformen anti-Rotations- oder Verdrehwiderstandsmittel, um eine Rotation von dem Befestigungselement relativ zu dem Paneel nach der Installation zu verhindern, insbesondere während dem Schneiden eines Gewindes von einem Bolzen oder männlichen Befestigungselements in die Nussbohrung. In einer Ausführungsform stößt ein Vorsprungteil integral von dem Pilotteil und erstreckt sich radial in Richtung der Endflächen von dem selbstbefestigenden Befestigungselement. In einer anderen Ausführungsform, insbesondere für dünne Metallanwendungen, beinhaltet das selbstbefestigende Befestigungselement Flanschteile die beabstandete bogenförmige Segmente aufweisen, wobei die gegenüberliegenden Oberflächen von den Segmenten geneigt sind in Richtung zueinander von der Hauptauflagefläche in Richtung der das Paneel stützenden Flächen von den Flanschteilen, bereitstellend eine erhöhte Rausdrückstärke und Verdrehwiderstand. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform für dünne Metallanwendungen beinhalten die Flanschteile radiale Nasen, vorzugsweise integral stoßend von der ersten Auflagefläche von den Flanschteilen, bildend radiale Vorsprünge, erstreckend in Richtung des Pilotteils liegend über der zweiten Auflagefläche. Schließlich für dicke Metallanwendungen wird ein Verdrehwiderstand bereitgestellt durch Flanschteile mit einem bogenförmigen Mittelteil und linearen Endteilen.In the most preferred embodiment of the self-attaching fastener elements of this invention where the ejection force is desired, the surfaces of the flange portions facing the pilot portion are inclined from the first bearing surface toward the pilot portion, as shown, for example, in the drawing The illustrate the embodiments of the self-attaching fasteners 20 . 120 . 320 , etc. Further, the preferred embodiments include anti-rotation or twist resistance means to prevent rotation of the fastener relative to the panel after installation, particularly while cutting a thread from a bolt or male fastener into the nut bore. In one embodiment, a protrusion part abuts integrally from the pilot part and extends radially toward the end faces of the self-attaching fastener. In another embodiment, particularly for thin metal applications, the self-attaching fastener includes flange portions having spaced arcuate segments, the opposing surfaces of the segments being inclined toward each other from the main support surface toward the panel-supporting surfaces of the flange portions, providing increased height Ejection strength and torsional resistance. In another preferred embodiment for thin metal applications, the flange portions include radial tabs, preferably integrally abutting the first bearing surface of the flange portions, forming radial projections extending in the direction of the pilot portion over the second bearing surface. Finally, for thick metal applications, torsional resistance is provided by flange members having an arcuate center portion and linear end portions.

Wo das selbstbefestigende Befestigungselement von dieser Erfindung verwendet wird als ein selbstschneidendes Befestigungselement, ist die Endfläche von dem Pilotteil vorzugsweise ebener und die Auflageflächen von den Flanschteilen sind beabstandet unter der Ebene von der Schneidefläche. Außerdem ist in Selbstschneideanwendungen das Befestigungselement gebildet aus Stahl mit einer Härte die größer ist als die des Metallpaneels an welchem es befestigt ist.Where the self-attaching fastener of this invention is used as a self-tapping fastener is the end surface from the pilot part preferably level and the bearing surfaces of the flange parts are spaced below the plane of the cutting surface. Besides that is in self-tapping applications, the fastener is formed Steel with a hardness which is bigger than that of the metal panel to which it is attached.

Claims

A self-attaching fastener ( 20 ) comprising: a generally cylindrical pilot part ( 30 ) with a flat, annular end surface ( 34 ), a hole ( 32 extending through the pilot member through the end face, spaced generally arcuate flange portions (Figs. 38 ) on opposite sides of the pilot part, spaced from the pilot part, each having a generally planar, generally arcuate first bearing surface (FIG. 40 ) spaced below the plane from the end surface and a second generally planar support surface (Fig. 42 ) spaced below the plane of the first support surface disposed between the flange portions and the pilot portion and generally surrounding the pilot portion.

The self-attaching fastener ( 20 ), as defined in claim 1, wherein the generally planar arc-shaped first bearing surfaces ( 40 ) at least two spaced apart, generally arcuate segments ( 44 ) and the second generally planar bearing surface ( 42 ) extends between the spaced generally arcuate segments.

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 2, wherein the spaced generally arcuate segments (16) 44 ) opposed inclined surfaces ( 46 ), inwardly angled from the second support surface ( 42 ) to the first bearing surface ( 40 ).

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 1, wherein the generally arcuate flange portions ( 38 ) each have an inclined surface ( 48 ) facing the pilot part ( 30 ), inwardly angled from the second support surface ( 42 ) towards the pilot part.

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 4, wherein the inclined surface ( 48 ) of the flange parts ( 38 ) facing the pilot part ( 30 ) includes an annular conical central portion and linear inclined side portions on opposite sides of the central portion.

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 1, wherein the generally arcuate flange portions ( 38 ) each have an inclined surface ( 48 ) facing the pilot part ( 30 ) angled inwardly from the second support surface toward the pilot part.

The self-attaching fastener ( 20 ), as defined in claim 1, wherein the generally cylindrical pilot part ( 30 ) an angled outer surface ( 36 ), inclined from the second bearing surface in the direction of the flange parts.

The self-attaching fastener ( 20 ), as defined in claim 1, wherein the generally cylindrical pilot part ( 30 ) integral projection parts ( 50 ), spaced below the plane from the end face (Fig. 34 ) lying above the second generally planar bearing surface ( 42 ).

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 8, wherein the projection parts ( 50 ) integrally from the flat end surface ( 34 ) of the pilot part ( 30 ) and radially in Direction to an end surface ( 26 ) extend from the self-attaching fastener and the pilot part ( 30 ) includes flat surfaces above the protrusion parts.

The self-attaching fastener ( 20 ), as defined in claim 1, wherein the self-attaching fastener has planar end faces ( 26 ) and arcuate side surfaces ( 24 ) and the generally arcuate flange parts ( 38 ) extend from the arcuate side surfaces.

The self-attaching fastener ( 20 ), as defined in claim 1, wherein the second bearing surface ( 42 ) linear wire-receiving grooves ( 156 ) on opposite sides of the pilot part ( 30 ) includes.

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 11, wherein the wire-receiving grooves ( 156 ) each having a bottom surface with a plurality of spaced pockets ( 158 ).

The self-attaching fastener ( 20 ), as defined in claim 1, wherein the generally cylindrical pilot part ( 30 ) includes a cylindrical surface adjacent the end surface and an inwardly sloping frusto-conical surface adjacent the second support surface (Fig. 42 ).

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 13, wherein the generally arcuate flange portions ( 38 ) each have an inclined generally arcuate surface opposite the inwardly inclined frusto-conical surface of the pilot portion inclined inwardly from the first bearing surface (FIG. 40 ) to the second bearing surface ( 42 ).

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 1, wherein the generally arcuate flange portions ( 38 ) each comprise a surface opposite to the generally cylindrical pilot part which has a notch extending into the first bearing surface (Fig. 40 ).

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 15, wherein the generally arcuate flange portions ( 38 ) each have a plurality of the notches, generally equally spaced in the generally arcuate flange portions.

The self-attaching fastener ( 20 ), as defined in claim 15, wherein the notch is integrally formed from the first bearing surface ( 40 ), an integral projection ( 443 ), lying over the second support surface ( 42 ) extending in the direction of the pilot part ( 30 ).

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 1, wherein the spaced generally arcuate flange portions ( 38 ) on opposite sides of the pilot part ( 30 ) spaced from the pilot part generally include arcuate outer side surfaces (FIG. 44 ), generally arcuate inner surfaces ( 48 ) opposite the pilot part and wherein the generally planar first bearing surfaces ( 40 ) are generally parallel to but spaced below the plane of the end surface (FIG. 34 ) and the generally arcuate inner surfaces of the flange portions are inclined inwardly from the first bearing surface ( 40 ) to the second bearing surface ( 42 ).

The self-attaching fastener ( 20 ), as defined in claim 18, wherein the self-attaching fastener has planar end surfaces ( 26 ) includes.

The self-attaching fastener ( 20 ), as defined in claim 18, wherein the generally cylindrical pilot part ( 30 ) has a cylindrical surface adjacent to the end surface ( 34 ) and an inwardly inclined frusto-conical surface adjacent to the generally planar support surface opposite the generally arcuate inner surfaces (FIG. 48 ) of the flange parts ( 38 ).

The self-attaching fastener ( 20 ), as defined in claim 18, wherein the arcuate inner surfaces ( 48 ) of the flange parts ( 38 ) each have a notch, extending into the first bearing surface ( 40 ).

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 21, wherein the arcuate inner surfaces ( 48 ) of the flange parts ( 38 ) each include a plurality of the notches generally equidistant in the arcuate inner surfaces of the flange portions.

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 21, wherein the notch is integral with the first support surface 40 pushes, forming an integral projection ( 50 ), lying above the second support surface ( 42 ), extending in the direction of the pilot part ( 30 ).

The self-attaching fastener ( 20 ) as defined in claim 18, wherein the generally arcuate flange portions ( 38 ) each include a curved central portion and integral linear end portions on opposite sides of the middle part.